2023 年度研究成果報告書

セラミックスのキラルな結晶構造が生み出す円偏光発光特性の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	21K14598
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分32020:機能物性化学関連
研究機関	東北大学 (2023) 東京大学 (2021-2022)
研究代表者	木崎和郎東北大学, 工学研究科, 助教 (00880535)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	キラルセラミックス / 円偏光発光 / 希土類
研究成果の概要	本研究は、キラルな結晶構造を持ったセラミックス蛍光体の円偏光発光（CPL）と結晶構造との相関を明らかにし、キラル無機化合物の既存の偏光応答理論を発光や励起状態の領域に拡張することを目的とした。本研究ではキラルセラミックスであるLaBSiO5に希土類イオンを添加した蛍光体単結晶をフラックス法によって育成した。蛍光体単結晶のキラリティをX線結晶構造解析により明らかにすると共に、CPL測定を行うことにより結晶構造のキラリティとCPL特性との相関を明らかにした。これによってキラルセラミックス蛍光体のCPL材料としての可能性を示すと共に、結晶中の希土類イオンのCPL特性を深く理解するための基礎を築いた。
自由記述の分野	無機物理化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、キラルセラミックスのCPL特性とキラル結晶構造との相関を明らかにした。キラルセラミックス中の希土類イオンのCPLはこれまで少数ながら報告があるが、結晶構造のキラリティを明らかにしたうえでCPLを測定した例は今回が初めてであり、キラル無機物質の偏光応答性についての新たな知見を与えており学術的に意義深い。またセラミックスの化学的・熱的安定性や経済性などを考えると、この結果はキラルセラミックス蛍光体がCPL材料として社会において広く利用できることを示している。